Gensekvensering vid genetiska sjukdomar: Från mutation till proteindysfunktion till terapi

Att känna till en gens DNA-sekvens möjliggör en direkt väg från variant till mekanism till behandling.

Arbetsflöde

1. Variantidentifiering: Jämför drabbade vs odrabbade genom (WES, WGS, paneler) → hitta SNV, indel, CNV, splice-varianter.
2. Gen-nivå annotation: Prediktera effekt på protein (missense, nonsense, frameshift, splice, regulatorisk). Verktyg: SIFT, PolyPhen, CADD, REVEL.
3. Proteinpåverkan: Modeller 3D-struktur (AlphaFold, homologi) → bedöm stabilitet, aktiv plats, protein-protein-gränssnitt, lokaliseringssignaler.
4. Funktionell validering: In vitro-analyser (enzymaktivitet, kanalconductans, bindning), cellmodeller (patientens iPSC, CRISPR-redigerade linjer), djurmodeller.
5. Vägsintegrering: Placera protein i vägar (t.ex. CFTR i Cl⁻-transport, luftvägsyta vätska). Identifiera nedströms konsekvenser.
6. Terapeutisk inriktning:
   • Korrektorer/potentiatorer (CFTR-modulatorer för cystisk fibros).
   • Antisense oligonukleotider (nusinersen för SMA).
   • Genterapi (AAV-vektorer).
   • Små molekyler som stabiliserar mutanterade proteiner.
7. Personlig medicin: Genotyp vägleder läkemedelsval, dosering, övervakning.

Exempel: Cystisk fibros

• CFTR gen sekvenserad → >2000 varianter klassificerade (F508del mest vanlig).
• F508del → vifall → ER-retention → ingen kanal vid membran.
• Korrektorer (lumacaftor, tezacaftor, elexacaftor) + potentiator (ivacaftor) → återställer funktion.
• Terapi nu genotyp-specifik (t.ex. Trikafta för ≥1 F508del).

Sekvens → struktur → funktion → terapi: paradigm för precisionsmedicin.